场冷和零场冷亚铁磁尖晶石的模型

制备亚铁磁尖晶石有两种方法。如果在制备过程中，在冷却材料时施加高达 300 O"{e} 的外部磁场，则该材料被称为场冷 (FC)。如果施加的磁场约为 1 O"{e}，则该材料为零场冷 (ZFC)。为了探索这些材料的磁性和热力学性质，我们考虑定义在 bcc 晶格上的双子晶格自旋系统，其中子晶格 A 位点具有自旋 -$s^A$ 算符 $\bf{S_{i}^A}$，子晶格 B 位点具有自旋 -$s^B$ 算符 $\bf{S_{i}^B}$，且 $s^A>s^B$。微妙之处在于子晶格 A 和 B 自旋之间的交换作用是反铁磁性的。在材料制备过程中沿子晶格 A 磁化方向施加磁场，可以补偿由于交换作用导致的子晶格 B 电子的塞曼分裂。这有效地导致 $s^B$ 自旋的减小。我们考虑了一个 $s^B$ 为可变参数的模型，该参数解释了制备过程中施加的磁场。结果表明，该模型与零场冷 (ZFC) 和非零场冷 (FC) 亚铁磁尖晶石的观测磁化强度 - 温度曲线吻合良好，并解释了比热的异常温度依赖性。